Módszerek nanorészecskék előállítására
1. Általános információk a módszerek nanorészecskék előállítására
2. reakciólépés: nanorészecskék gázfázisban
Előállítása 2.1 nanorészecskék a folyamat „párolgás - kondenzáció"
2.2 Gáz-fázisú előállításban nanorészecskék
2.3 előállítása nanorészecskék felhasználásával topokémiai reakciók
2.4 szuperszonikus gázok kiáramlását a fúvóka
2.6 Termikus bomlás és helyreállítási
3. reakciólépés: nanorészecskék a folyékony fázisban
3.1 Kémiai kondenzációs
3.2 Csapadék oldatokban és olvadékok
3.3 A szol-gél módszerrel
3.4 Elektrokémiai eljárás megszerzésének nanorészecskék
4. reakciólépés: nanorészecskék felhasználásával plazma
4.1 plazma kémiai szintézissel
4.2 EDM eljárás
4.3 sokk-hullám vagy robbanás szintézis
5. mechanokémiai szintézis
6. Biokémiai előállítására irányuló módszereket a nanoanyagok
7. cryochemical szintézis
7.1 Fő folyamatok cryochemical nanotechnológia
7.1.1 Előkészítés és diszperziós oldatok
7.1.2 fagyasztva folyadékcseppek
A tanulmány a nanoszerkezetek intenzíven kezdett mintegy húsz évvel ezelőtt, és egy meghatározott helye a kérelmet. Bár a szó nanotechnológia viszonylag új, és az eszköz szerkezetének nanométeres nem új. Tény, hogy léteznek a Földön, mint ott maga az élet.
Nanotechnológia - ez a tudomány és a technológia fejlesztéséhez kapcsolódó eszközök nanométeres (egy milliárdod méter), vagyis olyan berendezések kezdve több tucat több ezer atom ... A fő célja az ilyen eszközök - dolgozni egyes atomok és molekulák (atomközi távolságokat kell mérni tized nanométer biológiai molekulák). Lendületet a fejlődés a nanotechnológia lehetővé tette a létrehozását pásztázó alagút mikroszkóp - olyan eszköz, amely lehetővé teszi, hogy vizsgálja meg az ügyet atomi szinten ( „látni” atomok), és mozgassa az egyes atomok. A jelen találmány szempontjából a Nobel kapta 1986-ban.
Mivel Nanokémiai sokaságát tartalmazza szakaszok, és fedezze őket a munka során nem lehetséges, fogok összpontosítani szakasz: módszerek nanorészecskék előállítására.
Így a cél ennek természetesen a munka egy összeállítás közzétett adatok a módszerek nanorészecskék előállítására, és továbbra is figyelembe kell venni a leggyakoribbak.
1. Általános információk a módszerek nanorészecskék előállítására
A leggyakoribb formája a kinetikus szabályosságát nanoméretű részecskék kombinációja magas gócképződési sebességet a kristályos fázis egy alacsony növekedés üteme. Éppen ezek a funkciók a szintézis nanorészecskék meghatározza a technológiai módja annak végrehajtását.
Minden módszer nanorészecskék előállítására osztható két nagy csoportra. Az első csoportba tartoznak a módját, hogy megkapja és tanulmányozza a nanorészecskék, hanem az alapján, ezek a módszerek, nehéz, hogy új anyagokat. Ezek közé tartoznak: kondenzációs kriogén hőmérsékleten, néhány megvalósítási módja szerint egy kémiai, fotokémiai és a sugárzás hasznosítás, lézer bepárlással.
A második csoportba tartoznak a módszereket a nanorészecskék alapuló nanoanyagok. Ez elsősorban a zúzás mechanokémiai különböző kiviteli alakjai, kondenzáció a gázfázis, plazma-kémiai módszereket és másokat.
Az ilyen elválasztási módszerek viszonylag szokásos. De ez tükrözi egy másik jellemzője: megszerzésének részecskék konszolidációja egyes atomok és aggregáció megközelítés vagy „alulról” és variánsai diszperzió megközelítés vagy „top”. Az első megközelítés jellemzi elsődlegesen kémiai módszereket alkalmaz előállítására nanoméretű részecskék, a második fizikai módszerekkel. Előállítása Nanorészecskék megnövelése által atomok lehet tekinteni, mint egy egyetlen atom Nanokémiai alsó határ. A felső határt az szabja meg az atomok száma a klaszter, amelyben egy további növekedését részecskeméret nem vezet minőségi változást kémiai tulajdonságok.
2. reakciólépés: nanorészecskék gázfázisban
Előállítása 2.1 nanorészecskék a folyamat „párolgás - kondenzáció"
A gázfázisú, leggyakrabban végzett a következő folyamatokat: párolgás - kondenzáció (párolgás elektromos ív a plazmában); csapadék; topokémiai reakció (redukció, oxidáció, bomlási részecskék a szilárd fázis).
Ábra. Reakcióvázlat 1 nanopowder bepárlás során - kondenzáció
A folyamat során «párolgás - kondenzáció” folyékony vagy szilárd anyagnak bepároljuk szabályozott hőmérsékleten kisnyomású inert gáz atmoszférában, majd a gőz lecsapódását a hűtőközeg vagy a hűtés eszközök (1. ábra). Ez a módszer lehetővé teszi, hogy megkapjuk a részecskék mérete a két több száz nanométer. Nanorészecskék mérete kisebb, mint 20 nm általában gömb alakúak, és nagyobb vágási előfordulhat.
Jellemzően, az elpárologtatott anyagot 5 helyezzük melegítő kamrában 2 fűtővel 4, és egy nyílást (diafragma), amelyen keresztül az elpárolgott anyag részecskék esnek egy vákuum tér (a nyomás mintegy 0,10-0,01Pa), ahol a kialakulását egy molekuláris sugár. A mozgó részecskék lényegében egyenes vonalban, sűrített hűtött szubsztrátumon 1.Otkachka gáz a berendezésből a szelepen keresztül 3.
Ha felhívni a párolgás anyag olyan állapotban, ahol nincs ütközés részecskék közötti térben a membrán, a szabad úthossza részecskék involucral> dd (dd itt - az átmérője a membrán). Lejárata a részecske sugár a fűtőkamra fog folyadékgyülem; nyaláb intenzitása J, részecske / (cm2 · s), R távköznyire a forrástól.
Amennyiben p - nyomás; M - molekulatömeg; T - a hőmérséklet hőforrás; # 1256; - közötti szög a sugárzás irányában, és a szokásos, hogy síkja a nyílás.
Ahogy az a sugár intenzitását
1 / R2, vagyis a eloszlása porlasztott részecskék a térben körülbelül ugyanaz, mint a forrás. Más szóval, a kibocsátott részecskék vannak eloszlatva vákuumban törvényei alapján geometriai optika.
Molekuláris gerendák kapott effusive bepárlása után részecskék alacsony intenzitású J = körülbelül 1012 - 1014 részecske / (cm2 · s). forrás hőmérséklet úgy van megválasztva, függően a kívánt molekuláris sugár intenzitása és nyomása egyensúlyt az elpárologtatható anyag. Ez lehet magasabb vagy alacsonyabb olvadáspontú anyagból.
Meg kell jegyezni, hogy bizonyos anyagok (például, Sn és Ge) elpárolognak formájában egyes atomok, és abban a formában a kis klaszterek. Az alacsony intenzitású molekuláris gerendák nyert effusive áramlás egy lyukon keresztül a fűtőkamra, van egy egyenletes eloszlását kis klaszterek.
A fő előnye a módszer molekuláris gerendák az a képesség, hogy állítsa pontosan ahhoz, hogy ellenőrizzék a fényintenzitást és a betáplálási sebessége részecskék kondenzációs zónában [2].
2.2 Gáz-fázisú előállításban nanorészecskék